□ 孫 靚 □ 胡 偉 □ 李 兵

安徽省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 合肥 230088

液壓機(jī)按照結(jié)構(gòu)形式分類，主要包括單柱液壓機(jī)、四柱液壓機(jī)、框架液壓機(jī)及其它結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)[1]。筆者研究的對(duì)象為框架式液壓機(jī)的滑塊導(dǎo)向裝置，該滑塊絕大多數(shù)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上均與主缸活塞桿剛性連接，在其四角分別布置可調(diào)節(jié)滑塊導(dǎo)軌[2]。高精度是液壓機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)伺服控制技術(shù)，液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)可以被精確控制?；瑝K導(dǎo)向裝置作為實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)運(yùn)動(dòng)精度控制的重要結(jié)構(gòu)之一，目前，液壓機(jī)一般均裝有滑塊位移檢測(cè)裝置，滑塊的任意位置可以被準(zhǔn)確控制，滑塊運(yùn)動(dòng)特性可以優(yōu)化，例如拉伸、彎曲及壓印時(shí)，適當(dāng)?shù)幕瑝K曲線可減少回彈，提高制件精度[3]。

專利信息與情報(bào)是集技術(shù)、商業(yè)和法律信息于一體的獨(dú)特信息源，能反映最新的科技發(fā)明、創(chuàng)造和設(shè)計(jì)[4]。據(jù)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織統(tǒng)計(jì)，企業(yè)充分利用專利信息可以節(jié)約研發(fā)經(jīng)費(fèi)40%，縮短研發(fā)時(shí)間60%[5]。通過(guò)對(duì)專利文獻(xiàn)的加工處理，并利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)各字段信息進(jìn)行深入分析，可以對(duì)特定領(lǐng)域發(fā)展作出趨勢(shì)預(yù)測(cè)、對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手作跟蹤研究等，從而產(chǎn)生指導(dǎo)國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)決策的重要情報(bào)[6]。因此，筆者對(duì)框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向技術(shù)進(jìn)行專利計(jì)量研究，以把握當(dāng)前世界各國(guó)框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向技術(shù)研發(fā)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)，從而為我國(guó)政府、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)制定科技發(fā)展計(jì)劃和開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)等提供決策支持與事實(shí)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與分析方法

本文中數(shù)據(jù)全部來(lái)自北京合享新創(chuàng)信息科技有限公司開發(fā)的商業(yè)專利數(shù)據(jù)平臺(tái)——incopat（網(wǎng)址：http：//www.incopat.com/login/tologin.action）。該平臺(tái)收錄全球102個(gè)國(guó)家/組織/地區(qū)自1782年以來(lái)的一億多件基礎(chǔ)專利數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)每周更新。統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)為2014年9月檢索的已公開的中國(guó)專利數(shù)據(jù)和全球?qū)＠麛?shù)據(jù)，并進(jìn)行人工閱讀。提取專門針對(duì)框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置技術(shù)的專利140項(xiàng) （178件），其中中國(guó)專利108件。由于專利申請(qǐng)到專利公開有一定的延遲，所以國(guó)外2012年、國(guó)內(nèi)2013年之后的數(shù)據(jù)僅供參考。

2 專利分析

2.1技術(shù)分支標(biāo)引

框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置大體上可以分為八字形、X形及矩形8面3大類導(dǎo)向形式[7]。在與本行業(yè)技術(shù)人員溝通的基礎(chǔ)上，把上述3個(gè)大類又分成了不同的具體結(jié)構(gòu)形式，并逐篇進(jìn)行了標(biāo)引，具體的分支約定見表1。

2.2 整體態(tài)勢(shì)概述

為了研究框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置技術(shù)的發(fā)展情況，對(duì)全球?qū)＠暾?qǐng)數(shù)據(jù)按時(shí)間序列進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。140項(xiàng)專利申請(qǐng)的全球申請(qǐng)量及多邊申請(qǐng)量（同時(shí)向兩國(guó)以上提出申請(qǐng)的專利）發(fā)展趨勢(shì)如圖1所示，由圖可見，框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置技術(shù)是一門傳統(tǒng)技術(shù)，在擁有專利制度較早的國(guó)家，上世紀(jì)中葉即開始有相關(guān)的專利申請(qǐng)了。檢索到最早的專利申請(qǐng)是1940年申請(qǐng)的美國(guó)專利，但是從1940開始到2003年，每年的申請(qǐng)量最多也就4項(xiàng)，有很多年還沒(méi)有專利申請(qǐng)，時(shí)間跨度長(zhǎng)達(dá)60年，說(shuō)明框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置技術(shù)一直比較固定，改進(jìn)變化不是很大，尤其是多邊專利申請(qǐng)一直保持一個(gè)較小的申請(qǐng)量。2004年以后，專利申請(qǐng)量大幅上升，主要是中國(guó)申請(qǐng)人的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)有大幅度的增長(zhǎng)，從2004年的2件申請(qǐng)到2013年申請(qǐng)量達(dá)到22件。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)道，在轎車的2 000多個(gè)零件中，按件數(shù)計(jì)算金屬板材沖壓件占40%以上，沖壓工藝裝備在汽車工業(yè)的地位可見一斑。國(guó)內(nèi)鍛壓機(jī)械行業(yè)發(fā)展與汽車工業(yè)的高速發(fā)展密切相關(guān)。

表1 框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置技術(shù)分支約定

▲圖1 框架式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置全球?qū)＠暾?qǐng)趨勢(shì)

2.3 中國(guó)專利態(tài)勢(shì)分析

涉及框架式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置的中國(guó)專利有108件，申請(qǐng)人51個(gè)。從圖2可知，1993年中國(guó)人蘇光輝提出第一件涉及框架式壓力機(jī)的專利申請(qǐng)后（CN2177581Y），直到2002年的9年間申請(qǐng)量都是零。2002、2003年日本愛達(dá)工程株式會(huì)社（Aida）在中國(guó)開始布局，2004年起，天津市天鍛壓力機(jī)有限公司等企業(yè)申請(qǐng)人開始申請(qǐng)相關(guān)專利，申請(qǐng)量緩慢上升，2006年申請(qǐng)量和申請(qǐng)人均開始大幅增 長(zhǎng) ， 從2006年～2013年，7年時(shí)間申請(qǐng)量增長(zhǎng)了7倍，申請(qǐng)人增長(zhǎng)了6倍，其中，國(guó)外申請(qǐng)人申請(qǐng)的中國(guó)專利量很少，分別是日本愛達(dá)工程株式會(huì)社 （Aida）2002、2003年申請(qǐng)的 2件（CN10041549-8C、CN1286638C）、2009 年德國(guó)的辛北爾康普公司（Siempel-kampMaschinen-und Anlagenbau GmbH）申請(qǐng)的1件（CN102202879A）、2013年德國(guó)的舒勒公司 （schuler）申請(qǐng)的1件專利（CN103465492A）。

2.4 技術(shù)分支對(duì)比

從表2來(lái)看，全球140項(xiàng)框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置中，涉及八字形導(dǎo)軌形式的有8項(xiàng)（占總申請(qǐng)量的5.7%），涉及X形導(dǎo)軌形式的有22項(xiàng)（占總申請(qǐng)量的15.7%），涉及矩形8面導(dǎo)軌形式的有55項(xiàng)（占總申請(qǐng)量的39.2%），其它類導(dǎo)軌形式有55項(xiàng)（占總申請(qǐng)量的39.2%）。

八字形導(dǎo)軌（標(biāo)引為a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，曾被廣泛地采用，其β角一般為 45°，也有 30°～60°的。 八字形導(dǎo)軌形式分為L(zhǎng)形導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（5項(xiàng)）、楔塊調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（1項(xiàng)）、楔塊與螺釘混合調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（1項(xiàng)）、其它調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（1項(xiàng)）。L形導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)形式在傳統(tǒng)的八字形導(dǎo)軌中應(yīng)用最普遍，這種形式滑塊的水平位移與轉(zhuǎn)動(dòng)較大，導(dǎo)向精確度較差，剛度較差。當(dāng)熱加工時(shí)滑塊的熱脹變形直接影響導(dǎo)軌間隙，易于卡死，不適于有較大偏載力矩的壓力機(jī)采用。不屬于上述結(jié)構(gòu)的八字形導(dǎo)軌調(diào)節(jié)形式為1993年公開的1項(xiàng)日本專利，在壓機(jī)的滑動(dòng)導(dǎo)向裝置中引入了CPU控制校正。本次檢索一共檢索出8項(xiàng)專利，專利申請(qǐng)人主要為德國(guó)、日本、中國(guó)，檢索到的最早專利為1972年申請(qǐng)的采用L形導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的兩項(xiàng)德國(guó)專利，之后，1992、1995年各申請(qǐng) 1項(xiàng)，2010年申請(qǐng) 2項(xiàng)，2012、2013年各申請(qǐng)1項(xiàng)。

X形導(dǎo)軌形式（標(biāo)引為b）對(duì)滑塊的轉(zhuǎn)動(dòng)影響較小，導(dǎo)向精度較高，且在熱加工時(shí)滑塊的熱變形對(duì)導(dǎo)軌間隙的影響較小，不易卡死，這種導(dǎo)軌多用于熱壓成型和中心載荷壓力機(jī)。X形導(dǎo)軌形式分為墊片式導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（0項(xiàng)）、楔塊式導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（8項(xiàng)）、固定式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（4項(xiàng)）、其它調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（10項(xiàng)）。墊片式導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但這種結(jié)構(gòu)調(diào)整不便，需取下墊片才能調(diào)節(jié)，而且只有精確控制相關(guān)零件的加工精度才能采用，有報(bào)道德國(guó)SMG公司生產(chǎn)的液壓機(jī)采用了這種結(jié)構(gòu)。楔塊式導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)較墊片式調(diào)節(jié)方便、迅速，是墊片式的改進(jìn)型結(jié)構(gòu)，為了補(bǔ)償有關(guān)零件加工尺寸累積誤差造成的楔塊嵌入深淺不一，可在楔塊另一側(cè)增加一墊塊。固定式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用也較多，不屬于上述結(jié)構(gòu)的X形導(dǎo)軌形式較多。本次檢索一共檢索到22項(xiàng)專利，專利申請(qǐng)人主要為日本、美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)，檢索到的最早專利為1944年采用楔塊式X形導(dǎo)軌調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的一項(xiàng)美國(guó)專利，隨后多個(gè)年份均有專利申請(qǐng)，2011年達(dá)到6項(xiàng)。

▲圖2 框架式壓力機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置中國(guó)專利申請(qǐng)趨勢(shì)

表2 框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置技術(shù)分支發(fā)展?fàn)顩r

矩形8面導(dǎo)軌形式（標(biāo)引為c）能承受較大的偏心載荷，是防止滑塊傾斜和錯(cuò)位（水平橫向位移）的最佳導(dǎo)向形式，其在冷擠壓、薄板成型、多工位壓力機(jī)中應(yīng)用很廣泛，矩形8面導(dǎo)軌形式分為推拉螺釘調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（14項(xiàng)）、墊片與楔塊混合調(diào)節(jié)（2項(xiàng)）、推拉螺釘與楔塊混合調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（14項(xiàng)）、楔塊調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)（14項(xiàng)）、其它調(diào)節(jié)形式（11項(xiàng)）。推拉螺釘調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多。墊片與楔塊混合調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的滑塊在左右方向具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)剛度，能承受很大的偏載力矩，而前后方向剛度較低，因此該結(jié)構(gòu)適用于單向偏心載荷壓力機(jī)。推拉螺釘與楔塊混合調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)利用楔塊調(diào)節(jié)滑塊左右方向的位移，利用成組推拉螺釘（兩推一拉）調(diào)節(jié)滑塊前后方向位移，該結(jié)構(gòu)滑塊左右方向能承受很大的偏載力矩，而前后方向較差。楔塊調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)有多種具體結(jié)構(gòu)，多可以實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)，不屬于上述結(jié)構(gòu)的矩形8面導(dǎo)軌形式也較多。本次檢索一共檢索到屬于矩形8面導(dǎo)軌形式的專利55項(xiàng)目，最早1項(xiàng)是1940年申請(qǐng)的美國(guó)專利，隨后一直斷斷續(xù)續(xù)有專利申請(qǐng)，2012年達(dá)到9項(xiàng)，其中，楔塊式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)（c4）為目前行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的導(dǎo)向形式之一。

不屬于八字形、X形及矩形8面3大類導(dǎo)向形式的框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向形式（標(biāo)引為d），本次共檢索到 55條， 其最早申請(qǐng)?jiān)?1999年德國(guó)SIEMPELKAMP PRESSEN SYS的1項(xiàng)專利申請(qǐng)，明顯晚于八字形、X形及矩形8面3大類導(dǎo)向形式的最早申請(qǐng)日，但發(fā)展較快，2009年年申請(qǐng)量達(dá)到10項(xiàng)，2013年達(dá)到14項(xiàng)。

3 結(jié)論

（1）框架式液壓機(jī)滑塊導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)形式比較固定，多年來(lái)結(jié)構(gòu)變化不大，專利量沒(méi)有明顯波峰波谷，近年來(lái)隨著中國(guó)專利申請(qǐng)的增加專利數(shù)量增長(zhǎng)幅度較大。

（2）在具體技術(shù)分支中，涉及八字形導(dǎo)軌形式的占總申請(qǐng)量的5.7%，涉及X形導(dǎo)軌形式的占總申請(qǐng)量的15.7%，涉及矩形8面導(dǎo)軌形式的占總申請(qǐng)量的39.2%，其它類導(dǎo)軌占39.2%。近年來(lái)中國(guó)專利數(shù)量占總申請(qǐng)量比重較大，其中矩形8面和其它類導(dǎo)軌形式分布較多。

（3）整體來(lái)看，該技術(shù)朝著電氣化、數(shù)字化、多種結(jié)構(gòu)復(fù)合的方向發(fā)展。

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